二、机械加工工艺规程设计

2.1、确定毛坯的制造形成

零件材料HT20-40、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查《金属机械加工工艺人员手册》表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为3±0.8mm。

2.2基准的选择

2.2.1 粗基准的选择

因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。

2.2.2精基准的选择

为保证定位基准和工序基准重合，以零件的下低面为精基准。

2.3、制定工艺路线

制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 2.3.1. 工艺路线方案一

工序：

1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。 2. 粗、精铣削B面。 3. 铣削8+0.030mm的槽。 4. 铣削18+0.0120mm的槽。 5. 铣削30mm的槽。 6. 拉花键。

2.3.2.工艺路线方案二

工序：

1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。 以Ф40mm

圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。 2. 拉花键。以花键中心线及右端面为基准，

3. 铣削槽B面。以花键的中心线及下低面为基准。选用X62W卧式铣床

加专用夹具

4. 铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及下低面为基准。选用X62W卧

式铣床加专用夹具。

5. 铣削18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及下低面为基准。选用X62W

卧式铣床加专用夹具。

6. 铣削30mm的槽。以花键的中心线及下低面为基准。选用X62W卧式

铣床加专用夹具。 7.

方案分析：

上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的3.4.5道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和下低面作为3.4.5道工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。

三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

零件材料为HT20-40，毛坯重量为1.0 kg，σb =160MPa HBS。根据《机械加工工艺师手册》（以下简称《工艺手册》机械工业出版出版社、杨叔子主编）知生产类型为大批生产，采用模锻锻模造毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

3.1.毛坯余量及尺寸的确定

1. 下端面的加工余量：下端面有3±0.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质

表面层切除 2. 矩形花键底孔。

要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为Φ22 0+0.28，

见零件图，参照《金属机械加工工艺人员手册》 表3-59确定孔加工余量的分配。钻孔Φ20mm，扩孔Φ21mm，拉花键 ，花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取 2Ζ=1mm 3. 右端面的加工余量。

此工序分2个工步1、粗铣右端面 2、精铣右端面。精加工余量为0.2mm，粗铣加工余量为2.8mm

3.2、确定工序

工序 Ⅰ ：车削下底面。 1．加工条件。

工件材料：灰口铸铁HT20。 σb=145 MPa。铸造。

加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，Ra=3.2μm 机床C3163-1。转塔式六角卧式车床。

刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2、计算切削用量。

（1）已知长度方向的加工余量为3±0.8mm 。实际端面的最大加工余量为3.8mm 。故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差IT １２级 取-0.46 mm （入 体方向）

（2）进给量、根据《切削简明手册》（第3版）表1.4 当刀杆尺寸为16mm×25mm,ａｅ≤３mm时，以及工件直径为Φ60mm时（由于凸台B面的存在所以直径取Φ60mm）

?=0.6-0.8mm/ｒ.

按C３１６３－１ 车床说明书 取?=0.6 mm/n。

由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75—0.85 所以：实际进给量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ

按C３１６３－１ 车床说明书 ?＝0.53ｍｍ／ｒ

（3）计算切削速度。按《切削简明手册》表1.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）

刀具材料YG6 V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv

其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Ko见《切削手册》表1.28

kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81

∴Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97

=46.9(m/min)

（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/?dw=229.8（r/min） 按C３１６３－１ 车床说明书 ｎ＝200 r／min 所以实际切削速度V=40.8m/min

（5）切削工时，按《工艺手册》表6.2-1

由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备

Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0 工序II 精车下底面

1) 已知粗加工余量为0.5mm。

2) 进给量f. 根据《切削用量简明手册》表1.6 ， f=0.15－

0.25mm/r 按C３１６３－１ 车床说明书 ｆ＝0.16 mm/r

计算切削速度 按《切削用量简明手册》表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min） V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv

=158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =83.85(m/min)

3) 确定机床主轴转速. nw=1000vc/ ?dw =410.8（r/min）按C3163

－１ 车床说明书 取nw=400（r/min） 实际切削速度V=57.1m/min

4) 切削工时，查《工艺手册》表6.2-1

Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min）

由于下一道工序是钻孔，所以留下?20mm的台阶，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0

工序III 钻花键孔